Вода в порах горных пород и почв

Одними из главных свойств породы, определяющими ее отношение к воде, являются пористость и скважность.

Пористость – наличие в породах малых пустот – капиллярных пор.

Скважность – наличие в породах более крупных, некапиллярных промежутков – скважин различного происхождения и формы.

Иногда совокупность всех пустот объединяют в понятие общей пористости.

Величина пористости (р) определяется отношением объема ( ) к объему породы в сухом состоянии (V) (выражается в процентах или в долях единицы):

 

(5)

Пористость рыхлых осадочных пород зависит от размера частиц, их формы, степени отсортированности и характера расположения.

Пористость почв и пород определяет важные водные свойства:

- водопроницаемость;

- водоотдача;

- водоудерживающая способность.

Водоудерживающая способность характеризуется влагоемкостью, т. е. тем количеством воды, которое удерживается в почвах и горных породах при определенных условиях. Она выражается в процентном отношением веса или объема воды, содержащейся в породах, соответственно или к весу сухой породы, или к ее объему.

Горные породы подразделяются на:

- сильновлагоемкие – торф, глина, суглинки;

- слабовлагоемкие – мергели, мел, рыхлые песчаники, глинистые мелкие пески, лёсс;

- невлагоемкие – крупнообломочные породы (галька, гравий, песок), массивные изверженные и осадочные породы.

Содержание воды в почвах и породах в весовых или объемных единицах на какой-либо момент времени называется естественной влажностью. (а) Обычно естественную влажность выражают в процентном отношении веса воды к весу минеральной части породы:

 

(6)

 

где Р₁ и Р₂ – соответственно вес образца породы до и после высушивания.

Водоотдача – способность породы, насыщенной водой, отдавать то или иное количество воды. Характеризуется коэффициентом водоотдачи, т. е. отношением объема стекающей из насыщенной породы воды к объему всей породы, и выражается либо в долях от единицы, либо в процентах.

Водопроницаемость – способность породы пропускать через себя воду.

Водопроницаемость и водоотдача зависят от пористости, от размера и формы пор породы. Чем больше диаметр пор, тем лучшей водопроницаемостью и большей водоотдачей обладают породы.

По степени водопроницаемости породы подразделяются на:

- водопроницаемые – грубозернистые или грубообломочные породы (галечник, гравий, песок) и массивные трещиноватые породы (мрамор, гранит, известняк);

- водонепроницаемые (водоупорные) – породы, которые через себя воду практически не пропускают или пропускают очень медленно. Это плотные массивные монолитные породы (мрамор, гранит, базальт) или осадочные мелкозернистые породы (глины, глинистые сланцы);

- полупроницаемые – глинистые пески, лёсс, торф, песчаники, пористые известняки, мергели и др.